UPS電源鉛酸蓄電池內(nèi)部構造及原理

來源：存能電氣  日期：2019-04-17 10:51  瀏覽量：次

　　UPS電源鉛酸蓄電池內(nèi)部構造及原理。正確的認識UPS電源電池的原理，可以幫助我們在日常維護UPS電源的工作過程中，更有效地降低操作失誤，延長UPS電源主機的使用壽命。本篇文章中，存能電氣小編將為大家講解UPS電源蓄電池內(nèi)部結(jié)構，初步認識UPS電源的運行原理。

　　UPS電源內(nèi)部結(jié)構

　　整流器：整流器是一個整流裝置，簡單的說就是將交流（AC）轉(zhuǎn)化為直流（DC）的裝置。它有兩個主要功能：第一，將交流電（AC）變成直流電（DC），經(jīng)濾波后供給負載，或者供給逆變器；第二，給蓄電池提供充電電壓。因此，它同時又起到一個充電器的作用；

　　逆變器：通俗的講，逆變器是一種將直流電（DC）轉(zhuǎn)化為交流電（AC）的裝置。它由逆變橋、控制邏輯和濾波電路組成；

　　蓄電池：蓄電池是UPS用來作為儲存電能的裝置，它由若干個電池串聯(lián)而成，其容量大小決定了其維持放電（供電）的時間。其主要功能是市電正常時，將電能轉(zhuǎn)換成化學能儲存在電池內(nèi)部、市電故障時，將化學能轉(zhuǎn)換成電能提供給逆變器或負載；

　　靜態(tài)開關：靜態(tài)開關又稱靜止開關，它是一種無觸點開關，是用兩個可控硅（SCR）反向并聯(lián)組成的一種交流開關，其閉合和斷開由邏輯控制器控制。分為轉(zhuǎn)換型和并機型兩種。轉(zhuǎn)換型開關主要用于兩路電源供電的系統(tǒng)，其作用是實現(xiàn)從一路到另一路的自動切換；并機型開關主要用于并聯(lián)逆變器與市電或多臺逆變器。

　　UPS電源電池是由一套交流+直流充電+交直流逆變裝置構成。UPS蓄電池在市電正常供電時處于充電狀態(tài)。一旦市電中斷，蓄電池立即將儲存的直流電輸出給逆變器逆變成交流電供給計算機設備，保持對計算機設備供電的連續(xù)性。一般情況下，中小功率后備式UPS靠蓄電池維持供電的時間在10～30min左右。

　　UPS電源工作原理

　　1.當市電正常時，輸入繼電器RY2閉合，經(jīng)升壓電感L9，橋堆REC1，升壓開關管Q14，二極管D10，D11組成的AC/DC升壓功率因數(shù)修正電路，產(chǎn)生逆變器工作所需的兩個直流電壓土DCBUS，再經(jīng)逆變器Q13，Q12將DCBUS直流轉(zhuǎn)換為交流，經(jīng)L1，C2濾波，輸出繼電器RY1上端閉合，輸出交流供給負載。

　　2.當市電中斷時，電池所儲存的能量經(jīng)直流變換器Q4，Q6，Q10，Q11升壓開關管，TX1升壓變壓器，及后級整流濾波電路，轉(zhuǎn)換為兩個直流電壓土DCBUS電壓作為逆變器輸入，再經(jīng)DC/AC逆變后輸出交流以維系輸出不間斷。

　　3.當UPS異常時，輸入市電經(jīng)輸入繼電器RY2閉合，輸出繼電器RY1下端閉合，直接經(jīng)旁路輸出給負載。

　　小功率1-3KVAUPS不間斷電源主要應用在IT設備,采用穩(wěn)壓穩(wěn)頻技術,校正電壓，校正頻率,保護計算機等設備不受損壞，更重要是保證數(shù)據(jù)不丟失,全面解決電網(wǎng)的各種問題，包括市電斷電、電網(wǎng)浪涌、高壓尖脈沖、暫態(tài)過電壓、電壓跌落、頻率漂移、雜波干擾等等。

　　UPS蓄電池內(nèi)部結(jié)構和工作原理

　　蓄電池的構造組成有：極板組、隔板、電解液、殼體及極住等。蓄電池蓄電池是將化學能直接轉(zhuǎn)化成電能的一種裝置，是按可再充電設計的電池，通過可逆的化學反應實現(xiàn)再充電，通常是指鉛酸蓄電池，它是電池中的一種，屬于二次電池。它的工作原理：充電時利用外部的電能使內(nèi)部活性物質(zhì)再生，把電能儲存為化學能，需要放電時再次把化學能轉(zhuǎn)換為電能輸出，比如生活中常用的手機電池等。

　　1.放電中的化學變化

　　UPS蓄電池連接外部電路放電時，稀硫酸即會與陰、陽極板上的活性物質(zhì)產(chǎn)生反應,生成新化合物『硫酸鉛』。經(jīng)由放電硫酸成分從電解液中釋出，放電愈久，硫酸濃度愈稀薄。所消耗之成份與放電量成比例，只要測得電解液中的硫酸濃度，亦即測其比重，即可得知放電量或殘余電量。

　　2.充電中的化學變化

　　由于放電時在陽極板，陰極板上所產(chǎn)生的硫酸鉛會在充電時被分解還原成硫酸,鉛及過氧化鉛,因此電池內(nèi)電解液的濃度逐漸增加,亦即電解液之比重上升，并逐漸回復到放電前的濃度，這種變化顯示出蓄電池中的活性物質(zhì)已還原到可以再度供電的狀態(tài)，當兩極的硫酸鉛被還原成原來的活性物質(zhì)時，即等于充電結(jié)束，而陰極板就產(chǎn)生氫，陽極板則產(chǎn)生氧，充電到最后階段時，電流幾乎都用在水的電解，因而電解液會減少，此時應以純水補充之。

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